CC BY
30УДК 62
Galina G. Nianikova1, Inga M. Tsarovtseva2, Georgiy M.
Boukharev3, Anatoliy B. Laptev4
determination of microbial community composition extracted from the surface of standard samples of materials exposed in the barents coastal area
St. Petersburg State Institute of Technology (Technical University), 26, Moskovsky Pr., St Petersburg, 190013, Russia
JSC Vedeneev Institute of Hydraulic Engineering., 21, Gzhatskaya ul., St. Petersburg, 195220, Russia FSUE All-Russian Scientific Research Institute of Aviation Materials, 17, st. Radio, Moscow, 105005, Russia e-mail: galanyan@mail.ru
Four groups of microorganisms were isolated from the samples taken from different zones of Kislogubsk tidal power station: thione, nttrftying, ammonifying and iron-oxid'izing. Their morphological, physiological and biochemical characteristics were determined.
Keywords: Kislogubskaya tidal power station, biocorrosion, nitrifying bacteria, thionic bacteria, iron bacteria.
Введение
В процессе эксплуатации гидротехнических сооружений происходит коррозионное разрушение в результате воздействия не только физических и химических факторов [1, 2], но и процессов жизнедеятельности микроорганизмов. Микробной колонизации способствует наличие влаги на поверхности, шероховатость поверхности и образование микротрещин. Удерживаемая на поверхности под пленкой микроорганизмов вода усиливает капиллярное проникновение влаги, наличие продуктов метаболизма увеличивает размеры пор, что приводит к разрушению материала [3, 4].
Биоповреждениям подвержены практически все материалы, в том числе металлы, бетоны, железо-
1.193.81
Г.Г. Няникова1, И.М. Царовцева2, Г.М. Бухарев3,
А.Б. Лаптев4
определение состава микробного сообщества, выделенного с поверхности типовых образцов материалов,
экспонированных в
прибрежном зоне баренцева моря
Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), Московский пр-т, 26, Санкт-Петербург, 190013, Россия АО ВНИИ гидротехники им. Б.Е. Веденеева, ул. Гжатская, 21, Санкт-Петербург, 195220, Россия ФГУП Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов, ул. Радио, 17, Москва, 105005 Россия. e-mail: galanyan@mail.ru
Из образцов, взятых из различных зон Кислогубской приливной электростанции, выделены 4 группы микроорганизмов: тионовые, нитрифицирующие, аммонифицирующие и железоокисляющие. Определены их морфологические и физиолого-биохимические признаки.
Ключевые слова: Кислогубская ПЭС, биокоррозия, нитрифицирующие бактерии, тионовые бактерии, железобактерии.
бетоны, полимеры, композиционные материалы на основе различных связующих - особенно те, которые эксплуатируются в условиях, благоприятных для размножения микроорганизмов [5, 6-11].
В процессах биодеградации и биокоррозии принимают участие различные группы микроорганизмов. Известно, что по отношению к бетонным и железобетонным конструкциям в зонах переменного уровня воды наиболее агрессивными являются тионовые (се-роокисляющие), нитрифицирующие, железоокисляющие, аммонифицирующие бактерии.
Тионовые бактерии могут быть обнаружены везде, где присутствуют восстановленные соединения серы. Заселяясь в микротрещинах минеральных строительных материалов (бетон, кирпич и др.), тионовые
1. Няникова Галина Геннадьевна, канд. биол. наук, доцент, каф. технологии микробиологического синтеза СПбГТИ(ТУ), e-mail: galanyan@mail.ru
Galina G. Nianikova, Ph.D (Biol.), Associate Professor, Department of Technology of Microbiological Synthesis, SPbSIT(TU)
2. Царовцева Инга Маратовна, канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник АО ВНИИ гидротехники им. Б.Е. Веденеева, e-mail: tsarovtsevaim@vniig.ru
Inga M. Tsarovtseva, Ph.D (Biol.), Chief researcher JSC Vedeneev VNIIG
3. Бухарев Георгий Михайлович, начальник сектора биоповреждений лаборатории 620 ФГУП ВНИИ авиационных материалов, e-mail: george@boukharev.ru
Georgiy M. Boukharev, Head of Biodeterioration sector of laboratory 620 FSUE All-Russian Research Institute of Aviation Materials
4. Лаптев Анатолий Борисович, д-р техн. наук, гл. науч. сотрудник лаборатории 620 ФГУП ВНИИ авиационных материалов, 105005, г. Москва, ул. Радио, дом 17. e-mail: laptev@bk.ru
Anatoliy B. Laptev, Dr Sci. (Eng.), Chief researcher of laboratory 620 FSUE All-Russian research Institute of aviation materials Дата поступления - 6 марта 2019 года
бактерии окисляют сероводород и другие восстановленные соединения серы до серной кислоты, которая является сильным корродирующим агентом. В щелочной среде развиваются алкалофилы (типичный вид -Thiobacillus thioparus), они окисляют сероводород и сульфиды до элементарной серы, при этом рН среды снижается с 9,0 до 5,0. Ацидофилы Addithiobadllus thiooxidans и A. acidophilus окисляют элементарную серу до серной кислоты, при этом рН снижается до 1,0. Под действием серобактерий может происходить значительный вынос ионов кальция и магния из цементного камня и бетона, на его поверхности образуются продукты выщелачивания в виде гипса [12].
Нитрифицирующие бактерии окисляют восстановленные неорганические соединения азота до нитритов и нитратов. Это неспорообразующие, Гр-, облигатные аэробы, хемолитоавтотрофы, мезофи-лы, оптимум рН 7,5-8,0. Окисление NH3 до NO2- осуществляют бактерии р. Nitrosomonas, Nitrosococcus и др., окисление NO2- до NO3- осуществляют бактерии р. Nitrobacter и др. [13]. Встречаются в почве, в воде, в иловых отложениях, в очистных сооружениях, в кирпичных стенах разрушающихся зданий, горных породах, на поверхности корродированных бетонных сооружений. Азотная кислота является причиной разрушения мрамора. При взаимодействии азотной кислоты с карбонатом кальция образуется нитрат кальция, который выщелачивается из минеральных строительных материалов, что значительно ухудшает их прочностные характеристики.
К группе железобактерий относят микроорганизмы, способные окислять Fe2+. Они разнообразны по морфологическим признакам: прямые палочки (р. Acidithiobacillus), изогнутые палочки (р. Leptospirii-lum), кокки (р. Sulfolobus и Metallosphera), стебельковые (р. Gallionella), нитчатые (р. LeptothrX, р. CrenothriX) и др. [14, 15]. «Истинные» (по определению С.Н. Виноградского) железобактерии - хемолито-автотрофы. Они используют энергию окисления Fe2+ для усвоения СО2 в процессе хемосинтеза. Накопление окиси железа на поверхности клеток - результат аккумуляции Fe2+ из раствора и окисления до Fe3+. Оксид железа осаждается во внеклеточных структурах: капсулах, чехлах, стебельках, прикрепительных дисках. Окисление Fe2+ с участием Acidithiobacillus ferrooxidans происходит в кислой среде. Окисление Fe2+ в нейтральной или слабокислой среде происходит в результате взаимодействия с Н2О2, образующейся в процессе окисления органических веществ. Его осуществляют хемоорганогетеротрофы. Железобактерии встречаются в ручьях, болотах, лесных прудах и озерах, в подземных водах сульфидных месторождений, в системах водоочистных сооружений [16-18]. Так, в системах питьевого водоснабжения для развития железобактерий имеются оптимальные условия: слабокислая среда, содержащая ионы Fe2+, кислород, двуокись углерода, соединения азота.
С деятельностью железобактерий связывают микробную коррозию металлоконструкций, контактирующих с водой. Бактерии образуют биопленку - слизистые скопления, которые обладают механической прочностью. На поверхности образуются коричневые налеты, состоящие из гидроксида железа (III). На неровностях образуются каверны, к ним затруднен доступ кислорода. Развитие железобактерий приводит к образованию на поверхности металла зон с различной степенью аэрации. Участки под кавернами функциони-
руют как аноды, на хорошо аэрируемых участках с более высоким потенциалом протекает катодная реакция деполяризации [19]. В местах скопления железобактерий наблюдается большое количество нерастворимых железистых соединений, которые увеличивают гетерогенность поверхности. Это явление также оказывает большое влияние на скорость коррозии [20].
Микробиологическая коррозия может осуществляться как за счет непосредственного воздействия продуктов жизнедеятельности бактерий (органические и неорганические кислоты, И2Б, N43, СО2) на металлические конструкции, так и в результате действия метаболитов как деполяризаторов или катализаторов коррозионных реакций. Кроме того, коррозионные реакции могут быть частью метаболического цикла бактерий.
Борьба с коррозией металлических и железобетонных конструкций требует больших материальных затрат. Поэтому в настоящее время актуальным является поиск мер профилактики и способов защиты сооружений и конструкций от биологической коррозии, а также разработка методических рекомендаций по проведению лабораторных испытаний типовых материалов на биостойкость.
Для того чтобы подобрать адекватные способы защиты материалов от биокоррозии, необходимо выявить возбудителей коррозии, проанализировать физиолого-биохимические характеристики и определить возможность их участия в коррозионных процессах.
Целью работы было выделение микроорганизмов из продуктов обрастания модельных пластин, находившихся в различных зонах Кислогубской приливной электростанции, и определение видового состава микроорганизмов.
Экспериментальная часть
Объектами исследования были образцы приведенных ниже типовых материалов.
Резины марок ВР-42 - резиновая смесь на основе кремнийорганических соединений с добавлением антипирена (РКА):
• ИРП-1338НТА - резиновая смесь на основе силоксанового каучука (рСк);
• 203Б - резиновая смесь на основе бутил-нитрильного каучука низкой вязкости (РБН);
• 3826 - резиновая смесь на основе бутил-нитрильного каучука средней вязкости (РБС).
Герметики ВИТЭФ-1НТ - тиоколовый герметик, вулканизированный солями марганца (ГТМ):
• ВИТЭФ-1Б - тиоколовый герметик с содержанием хроматов (ГТХ);
• ВЭР-1 - тиоколовый герметик, содержащий биоцидную добавку (ГТБ);
• У-30-МЭС-5НТ - тиоколовый герметик пониженной вязкости (ГТВ).
Лакокрасочные покрытия (ЛКП):
• ВЭ-69 - фторполиуретановая эмаль (ФПЭ);
• АС-1113 - эпоксидно-фосфатная эмаль (ЭФЭ).
Сплавы алюминия Д-16АТ и стали Ст-20.
Модельные пластины (образцы) были изготовлены во Всероссийском НИИ авиационного материаловедения (ВИАМ). Пластины были размещены на стендах в трех зонах Кислогубской приливной электростанции: в лесной зоне (обозначение «Л»), на скале («С») и в море, в зоне литорали («М»). Данные образцы находились в условиях окружающей среды в тече-
ние трех летних месяцев. За это время периодически производили визуальную оценку на предмет биообрастания (рисунок).
в
Рисунок. Стенды/ с пластинами: (а - в зоне леса, б - на скале, в - в море)
В конце августа с каждой пластины были сделаны соскобы с помощью стерильных аппликаторов. Таким образом, микробные ассоциации с каждой пластины переносили на транспортные среды, с которых в дальнейшем делали высевы на селективные питательные среды для выделения специфических групп микроорганизмов.
Состав среды для нитрифицирующих бактерий, г/л:
(1\1Н4)2Б04 - 2,0; К2НР04х12Н20 - 1,0; МдБ04 - 0,5; РвБ04х7Н20 - 0,01; \аС! - 2,0; СаСО3 - 1,0; рН = 7,5.
Состав среды для тионовых бактерий, г/л: \\а2Б203х5Н20 - 5,0; 1\1Н4С1 - 0,1; \аНС03 - 1,0; \\а2НР04х12Н2О - 0,2; РвБ04х7Н2О - 0,01; рН = 9,2.
Состав среды для железоокисляющих бактерий, г/л: (1\1Н4)2Б04 - 0,5; \а1\Ю3 - 0,5; К2НР04 - 0,5; МдБ04х7Н20 - 0,5; лимонная кислота - 10; сахароза -2,0, триптон - 1,0; РвБ04х7Н2О - 5,9; рН = 6,8.
Состав среды для аммонифицирующих бактерий, г/л: пептон - 10; \а2НР04 - 2; ЫаС! - 3; рН = 7,8.
Для приготовления плотных сред к жидкой среде добавляли 2 % агар-агара.
Инкубировали при температуре 28 °С в течение 14 суток - нитрифицирующие, 7 суток - тионовые, 3-7 суток - железобактерии, 2 сут. - аммонифицирующие.
О развитии накопительной культуры судили визуально по характерным признакам (изменение цвета среды, образование осадка, пленки, пузырьков газа и др.), а также по результатам микро-скопирования.
За счет создания элективных условий для роста и выживания, в накопительной культуре значительно повышается количество данного микроорганизма относительно других микроорганизмов, присутствующих в смешанной популяции. Количество микроорганизмов определяли методом десятикратных серийных разведений и выражали в КОЕ/мл. Из накопительных выделяли чистые культуры методом истощающего штриха. Для проверки чистоты культуры и её идентификации описывали морфологию колоний (форму, размер, цвет, блеск, прозрачность, профиль, край, структуру, консистенцию). Определяли отношение выделенных микроорганизмов к кислороду, температуре, концентрации ЫаС! [21].
На основании изучения характера роста культур, вида колоний, морфологии клеток, а также некоторых физиолого-биохимических признаков и в соответствии с определителем бактерий Берджи [22] делали предположение о принадлежности выделенных микроорганизмов к роду (виду).
Доминирующие морфотипы колоний были отобраны для молекулярной идентификации. Отобранные чистые культуры были переданы для проведения молекулярно-генетического анализа в компанию ЗАО «Евроген» (Москва). Идентификация каждого штамма проводилась в 2-кратной повтор-ности с использованием праймеров 27F и 1492R в концентрации 5 мкМ.
Обсуждение результатов
Были выделены разные группы микроорганизмов с поверхности пластин, находившихся на стендах в различных зонах вблизи ПЭС: лесная (почва), скальная (камни), морская (литораль) в течение трех летних месяцев. Всего было исследовано 40 образцов. В таблице 1 представлены результаты по некоторым из них.
Наиболее заселены нитрифицирующими и тоновыми бактериями оказались образцы: резины ИРП-1338НТА, герметика ВИТЭФ-1НТ, герметика ВЭР-1 и алюминиевого сплава Д-16АТ, которые экспонировались в лесной зоне; резины ИРП-1338НТА, герметика ВИТЭФ-1Б в скальной зоне; герметика ВИТЭФ-1НТ, герметика ВИТЭФ-1Б, герметика ВЭР-1 и алюминиевого сплава Д-16АТ и стали Ст-20, которые экспонировались в зоне литорали. Наиболее заселены железоокис-
Таблица 1. Средняя численность микроорганизмов (КОЕ/мл), выделенных из образцов пластин, размещенных
_на стендах в различных зонах
Материал образца (шифр)
Группа микроорганизмов
Нитрифицирующие |
Тионовые
Железоокисляющие
Лесная зона
ВИТЭФ-1НТ на алюминиевой пластине (Л3) 105 105 отсутствие роста
ВИТЭФ-1НТ (Л9) 106 106 отсутствие роста
Резина ИРП-1338НТА (Л5) 104 104 106
Алюминий Д-16АТ (Л12) 104 104 отсутствие роста
Сталь Ст-20 (Л13) отсутствие роста отсутствие роста отсутствие роста
Скальная зона
ВИТЭФ-1НТ на алюминиевой пластине (С3) 104 104 отсутствие роста
ВИТЭФ-1НТ (С9) 105 105 отсутствие роста
Резина ИРП-1338НТА (С5) 106 106 отсутствие роста
Алюминий Д-16АТ (С12) отсутствие роста отсутствие роста 102
Сталь Ст-20 (С13) 102 отсутствие роста отсутствие роста
Морская зона
Герметик ВИТЭФ-1НТ на алюминиевой пластине (М3) 106 106 106
Герметик ВИТЭФ-1НТ (М8) 105 105 104
Резина ИРП-1338НТА (М5) 104 104 отсутствие роста
Алюминий Д-16АТ (М11) 104 104 106
Сталь Ст-20 (М12) 104 104 106
ляющими бактериями были образцы резины ИРП-1338НТА, находившиеся в лесной зоне; образцы резины 203Б и 3826 в скальной зоне, а также образцов герметика ВИТЭФ-1НТ, ВИТЭФ-1Б, ВЭР-1, алюминиевого сплава Д-16АТ и стали Ст-20, находившиеся в зоне литорали. На герметике ВЭР-1 и образцах резины 203Б и 3826 были коричневые пятна и слизь.
Было отмечено, что в процессе культивирования на селективных средах значительно изменяется рН и цвет среды, что свидетельствует о росте микроорганизмов. Так, для нитрифицирующих и тионовых бактерий наблюдалось характерное снижение рН, что свидетельствует о накоплении кислот микроорганизмами. Наоборот, процесс культивирования железобактерий на селективной среде сопровождался защелачиванием среды, что свидетельствует об образовании гидроокиси железа. В культуральной жидкости образовался красный осадок окиси железа, при этом среда изменила цвет с исходного зеленого на красно-коричневый.
На некоторых образцах, находящихся в зоне литорали, были обнаружены слизь и коричневые пятна, что может свидетельствовать о развитии слизеоб-разующих бактерий. Для проведения молекулярно-
генетического анализа были выделены в чистую культуру бактерии, окисляющие железо. Перед проведением молекулярно-генетических исследований определяли их морфологические и физиолого-биохимические признаки.
Была получена чистая культура, которая полностью соответствовала требованиям для проведения молекулярно-генетических исследований.
Определено отношение выделенных железо-окисляющих бактерий к температуре, кислороду и концентрации N80 (таблица 2). Для определения отношения микроорганизмов к кислороду производили посев уколом в пробирки со столбиком агаризованной среды. Культуру выращивали при температуре 28 °С в течение 7 суток. В процессе культивирования на поверхности сред появлялась плотная бактериальная пленка, а в ее верхних слоях колонии оранжевого цвета. В дальнейшем рост культур сопровождался изменением цвета среды. При этом наблюдался как исключительно поверхностный рост, т. е. данные бактерии являлись аэробами, так и рост вдоль «укола», что свидетельствовало о наличии бактерий - микроаэрофилов (таблица 2).
Таблица 2. Физиолого-биохимические признаки железобактерий
Условия куль- Материал пластины
тивирования Резина ИРП-1338НТА (Л5) 1 Алюминий Д-16АТ (М11) Сталь Ст-20 (М12)
Отношение к температуре
4 °С Нет роста; цвет среды не изменился Нет роста; цвет среды не изменился Нет роста; цвет среды не изменился
28 °С Умеренный рост, цвет среды изменился Умеренный рост, цвет среды изменился Обильный рост, цвет среды изменился
45 °С Умеренный рост, цвет среды изменился Умеренный рост, цвет среды изменился Умеренный рост, цвет среды изменился
Отношение к NaCl
3 % Умеренный рост, цвет среды изменился Умеренный рост, цвет среды изменился Умеренный рост, цвет среды изменился
6 % Обильный рост, цвет среды изменился Обильный рост, цвет среды изменился Нет роста; цвет среды не изменился
10 % Нет роста; цвет среды не изменился Нет роста; цвет среды не изменился Нет роста; цвет среды не изменился
Отношение к кислороду
Посев на поверхность среды Рост на поверхности среды, цвет изменился у поверхности Рост на поверхности среды, цвет изменился у поверхности Рост на поверхности среды, цвет изменился у поверхности
Посев уколом в толщу среды Рост на поверхности и вдоль укола, цвет изменился у поверхности Рост на поверхности и вдоль укола, цвет изменился у поверхности Рост на поверхности и вдоль укола, цвет изменился у поверхности
По данным, приведенным в таблице 2, можно охарактеризовать исследованные бактерии как мезо-филы, факультативные анаэробы, растущие при незначительной засоленности среды.
На этапе подготовки к молекулярно-генетическому исследованию культуры были несколько раз пересеяны для проверки их чистоты. Культурам был присвоен код ЖБ. Был проведён анализ, включающий выделение геномной дНк, амплификацию фрагмента, очистку, секвенирование с использованием двух праймеров 27F и1492R в концентрации 5мкМ.
Ниже приведены нуклеотидные последовательности для каждого штамма, полученные в ходе молекулярно-генетического исследования культур.
ЖБ_27F_A2
TGCAGTCGAGCGAATGGATTAAGAGCTTGCTCTTA TGAAGTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCT GCCCATAAGACTGGGATAACTCCGGGAAACCGGGGCTAATAC CGGATAACATTTTGAACCGCATGGTTCGAAATTGAAAGGCGG CTTCGGCTGTCACTTATGGATGGACCCGCGTCGCATTAGCTA GTTGGTGAGGTAACGGCTCACCAAGGCAACGATGCGTAGCC GACCTGAGAGGGTGATCGGCCACACTGGGACTGAGACACGG CCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTCCGCAA TGGACGAAAGTCTGACGGAGCAACGCCGCGTGAGTGATGAA GGCTTTCGGGTCGTAAAACTCTGTTGTTAGGGAAGAACAAGT GCTAGTTGAATAAGCTGGCACCTTGACGGTACCTAACCAGAA AGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAG GTGGCAAGCGTTATCCGGAATTATTGGGCGTAAAGCGCGCG CAGGTGGTTTCTTAAGTCTGATGTGAAAGCCCACGGCTCAAC CGTGGAGGGTCATTGGAAACTGGGAGACTTGAGTGCAGAAG AGGAAAGTGGAATTCCATGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAG ATATGGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGACTTTCTGGTCTG TAACTGACACTGAGGCGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGA TTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGAGTGCTAA GTGTTAGAGGGTTTCCGCCCTTTAGTGCTGAAGTTAACGCAT TAAGCACTCCGCCTGGGGAGTACGGCCGCAAGGCTGAAACT CAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGT GGTTTAATTCGAAGCAAC
ЖБ_1492R_B2
GCGGCTGGCTCCAAAGGGTACCCCCCCGACCTCGG GTGGTACCAACTCTTGTGGTGTGAAGGGGGGGGTGGACCAA GGCCGGGAACGTATTCCCCGCGGGATGGTGATCCGCGATTA CCAACGATTCCCGCTTCCTGGAAGGCAATTGCAACCCACCAT CCGAACTGAAAAAGGGTTTATGAAAATAACTCCCCCTCCCGG TCTTGCCGC IIIIII GACCGTCCATTGGAACAAGTGGGGAAC CCAAGGCATAAGGGGGATGAAGAATTGACCTCCTCCCCACCT TCCTCCGGGTTGGCCCCGGGCGTCCCCTTAAAATGGCCCACT TAATGAAGGGCACTAAAAACAAGGGGTGCGCTCGTTGCGGG AATTAACCCAACATCTCACCAACCGAACTGAACAACACCATGG ACCACCTGGCACTTTGCTCCCGAAAGAAAAACCCTATCTTTAA GGTTGGCCGAGGAAGTCCAGAACTGGTAAGGGTCTTCCGGT TGCTTCGGAATAAAACACATGCTCCCCCGCTTGTGCGGGCCC CCGTCCATTCCTTTGAGGTTCAGGCTTGCGGCCGTACTCCCC AAGCGGAATGCTTAATGCGTTAACTTTCACAATAAAGGGCGG AAACCCTCTAAACCTAGCAATCATCGTTTACGGCGTGGACTA CCAAGGTATCTATCCTGTTTGCTCCC
При сравнении полученных нуклеотидных последовательностей с базой данных BLAST NCBI была установлена видовая принадлежность изученных штаммов:
ЖБ_27Р_Д2 - Bacillus cereus,
ЖБ 1492R B2 - Bacillus cereus.
Bacillus cereus являются хемоорганогетеро-трофами. Окисление железа в нейтральной среде (почве, воде) с их участием - процесс побочный, он идет без использования бактериями энергии окисления. Таким путем бактерии удаляют образующуюся в процессе метаболизма токсичную для них перекись водорода. Также может происходить восстановление Fe3+ при сопряженном окислении органического вещества или Н2 в анаэробных условиях.
Заключение
В процессах деградации и коррозии материалов участвуют микроорганизмы, относящиеся к различным группам. Из образцов проб, отобранных на Кислогубской ПЭС, выделены бактерии, принадлежащие к трем основным коррозионно-активным группам: нитрифицирующие, тионовые и железоокисляющие.
На селективной среде была получена чистая культура железоокисляющих бактерий и изучены её морфологические и физиолого-биохимические признаки. Молекулярно-генетические исследования полученных штаммов позволили определить данную культуру как Bacillus cereus. Можно предположить, что Bacillus cereus играет значительную роль в окислении железа и биодеградации неметаллических материалов в морских условиях.
Благодарности
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 18-29-05031/18 «Изучение воздействия гетеротрофных и автотрофны/х микроорганизмов и микробных ассоциаций на материалы/ гидротехнических сооружений (металлы, бетон и полимерно-композитные материалы)), а также процессов биологической коррозии в прибрежных зонах Баренцева и Балтийского морей».
ЗАО «Евроген» за проведение молекулярно-генетического анализа (http://evrogen.ru/).
Литература
1. Лаптев А.Б., Бугай Д.Е., Александров А.А., Ларионов В.И. Экологические и биологические факторы воздействия на сложные технические системы // Безопасность в техносфере. 2017. Т. 6. № 4. С. 21-30.
2. Кушнаренко В.М., Чирков Ю.А., Репях В. С., Ставишенко В.Г. Биокоррозия стальных конструкций // Вестник ОГУ. 2012. № 6(142). С. 160-164.
3. Лаптев А. Б,, Перов Н.С., Бухарев Г.М., Кри-вушина А.А. Основные организмы биодеструкторы конструкционных материалов в водных средах. // III Все-рос. научно-техн. конф. «Роль фундаментальных исследований при реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» Москва, 28.06.2016. В сб. матер. конф. М.: ФГУП ВИАМ, 2016. С. 19.
4. Ямполыская, Т.Д. Особенности повреждений материалов микроорганизмами (обзор) // Актуальные вопросы современной науки. 2008. № 3. С. 8-30.
5. Лаптев А.Б., Луценко А.Н., Курс М.Г., Бухарев Г.М. Опыт исследований биокоррозии металлов // Практика противокоррозионной защиты. 2016. № 2 (80). С. 36-57.
6. Ильичев В.Д. Экологические основы защиты от биоповреждений. М.: Наука, 1985. 340 с.
7. Иванов Ф.М. Биокоррозия неорганических строительных материалов Биоповреждения в строительстве. М.: Стройиздат, 1984. 320 с.
8. Войтович В.А., Мокеева Л.Н. Биологическая коррозия. М.: Знание, 2000. С. 70.
9. Ерофеев В.Т., Федоров А.П., Богатов А.Д., Федорцов В.А. Биокоррозия цементных бетонов, особенности ее развития, оценки и прогнозирования // Фундаментальные исследования. 2014. № 12. С. 708716.
10. Рязанов А.В., Вигдорович В.И., Завершин-ский А.Н. Биокоррозия металлов. Теоретические представления, методы подавления // Вестник ТГУ. 2003. Т. 8. Вып. 5. С. 821-837.
11. Маркович Р.А., Кан М.К., Михайлов С.М. Коррозия и методы защиты зоны переменного смачивания металлоконструкций гидротехнических сооружений эстакадного типа // Гидротехника, 2014. № 4(37). С. 28-35.
12. Няникова Г.Г. Основы биогеотехнологии: учеб. пособие. СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2016. 52 с.
13. Практикум по микробиологии / под ред. Н.С. Егорова. М.: МГУ, 1976. 307 с.
14. Брюханов АЛ, Корнеева В.А., Пименов Н.В. Обнаружение анаэробных сульфатредуцирующих бактерий в кислородсодержащих верхних водных горизонтах Черного и Балтийского морей // Вестник МГУ. Серия 16. Биология. 2015. № 4. С. 36-40.
15. Корнеева В.А., Пименов Н.В, Крек А.В, Турова Т.П., Брюханов А.Л. Сообщества сульфатредуцирующих бактерий в водной толще Гданьской впадины Балтийского моря // Микробиология. 2015. Т. 84. № 2. С. 250-260.
16. Захарова Ю.Р, Парфенова В.В. Метод культивирования микроорганизмов, окисляющих железо и марганец в донных отложениях озера Байкал // Известия РАН. Серия Биологическая. 2007. № 3, С. 290-295
17. Федорюк ЕД, Няникова Г.Г. Выделение культур железо- и марганец-окисляющих микроорганизмов // Наука и образование в современной конкурентной среде. 2015. № 1(2). С. 3-8.
18. Букреева В.Ю, Трубицын И.В., Дубинина Г.А, Грабович МЮ, Епринцев А.Т.. Биологическая активность ассоциатов железобактерий при лабораторном моделировании песчаных фильтров в зависимости от условий внешней среды // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Биология. 2011. № 1. С. 75-79.
19. Зиневич А.М, Глазков В.И, Котик В.Г.. Защита трубопроводов и резервуаров от коррозии. М.: Недра, 1975. 288 с.
20. Куликов Ю. Н, Куликова ЕЮ. Биологическая коррозия - скрытый дефект конструкции подземных сооружений // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 1998. № 6. С. 38-41.
21. Лисицкая Т.Б. Методы изучения физиоло-го-биохимических свойств микроорганизмов: метод указания. СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2002. 30 с.
22. Определитель бактерий Берджи. В 2 т. / под ред. Дж. Хоулт [и др.], пер. с англ. акад. РАН Д.А. Заварзина. М.: Мир, 1997. Т. 2. 22 с.
Reference
1. LaptevA.B, Bugaj D.E, AleksandrovA.A., Lar-ionov V.I. Jekologicheskie i biologicheskie faktory
vozdejstvija na slozhnye tehnicheskie sistemy // Bezopas-nost' v tehnosfere. 2017. T. 6. № 4. S. 21-30.
2. Kushnarenko V.M., Chrrkov Ju.A, Repjah V.S., Stavishenko V.G. Biokorrozija stal'nyh konstrukcij // Vest-nik OGU. 2012. № 6(142). S. 160-164.
3. Laptev A.B., Perov N.S., Buharev G.M, Krivu-shina A.A. Osnovnye organizmy biodestruktory kon-strukcionnyh materialov v vodnyh sredah. V sbornike: Rol' fundamental'nyh issledovanij pri realizacii «Strategicheskih napravlenij razvitija materialov i tehnologij ih pererabotki na period do 2030 goda». Sbornik dokladov III Vse-rossijskoj nauchno-tehnicheskoj konferencii. FGUP «VIAM». 2016. S. 19.
4. Jampol'skaja, T.D. Osobennosti povrezhdenij materialov mikroorganizmami (obzor) // Aktual'nye vo-prosy sovremennoj nauki. 2008. № 3. S. 8-30.
5. Laptev A.B., Lucenko A.N., Kurs M.G, Buharev G.M. Opyt issledovanij biokorrozii metallov // Praktika pro-tivokorrozionnoj zashhity. 2016. № 2 (80). S. 36-57.
6. Il'ichev V.D. Jekologicheskie osnovy zashhity ot biopovrezhdenij. M.: Nauka, 1985. 340 s.
7. Ivanov F.M. Biokorrozija neorganicheskih stroitel'nyh materialov Biopovrezhdenija v stroitel'stve. M.: Strojizdat, 1984. 320 s.
8. Vojtovcch V.A., Mokeeva L.N. Biologicheskaja korrozija. M.: Znanie, 2000. S. 70.
9. Erofeev V.T., FedorovA.P, BogatovA.D., Fe-dorcov V.A. Biokorrozija cementnyh betonov, osobennosti ee razvitija, ocenki i prognozirovanija // Fundamental'nye issledovanija. 2014. № 12. S. 708-716.
10. Rjazanov A.V., Vigdorovich V.I, Zavershinskj A.N. Biokorrozija metallov. Teoreticheskie predstavlenija, metody podavlenija // Vestnik TGU. 2003. T. 8. Vyp. 5. S. 821-837.
11. Markovich R.A, Kan M.K, Mihajlov S.M. Kor-rozija i metody zashhity zony peremennogo smachivanija metallokonstrukcij gidrotehnicheskih sooruzhenij jestakad-nogo tipa // Gidrotehnika, 2014. № 4(37). S. 28-35.
12. Njanikova G.G. Osnovy biogeotehnologii: ucheb. posobie. SPb.: SPbGTI(TU), 2016. 52 s.
13. Praktikum po mikrobiologii / pod red. N.S. Egorova. M.: MGU, 1976. 307 s.
14. BrjuhanovA.L, Korneeva V.A., Pimenov N.V. Obnaruzhenie anajerobnyh sul'fatreducirujushhih bakterij v kislorodsoderzhashhih verhnih vodnyh gorizontah Cher-nogo i Baltijskogo morej // Vestnik MGU. Serija 16. Bi-ologija. 2015. № 4. S. 36-40.
15. Korneeva V.A., Pimenov N.V, Krek A.V., Turova T.P., Brjuhanov A.L. Soobshhestva sul'fatreducirujushhih bakterij v vodnoj tolshhe Gdan'skoj vpadiny Baltijskogo morja // Mikrobiologija. 2015. T. 84. № 2. S. 250260.
16. Zaharova Ju.R., Parfenova V.V. Metod kul'tivi-rovanija mikroorganizmov, okisljajushhih zhelezo i mar-ganec v donnyh otlozhenijah ozera Bajkal // Izvestija RAN. Serija Biologicheskaja. 2007. № 3, S. 290-295
17. Fedorjuk E.D, Njanikova G.G. Vydelenie kul'tur zhelezo- i marganec-okisljajushhih mikroorganizmov // Nauka i obrazovanie v sovremennoj konkurentnoj srede. 2015. № 1(2). S. 3-8.
18. Bukreeva VJu, Trubicyn I. V, Dubinina G.A, Grabovich MJu, EprincevA.T.. Biologicheskaja aktivnost' associatov zhelezobakterij pri laboratornom modelirovanii peschanyh fil'trov v zavisimosti ot uslovij vneshnej sredy // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Ser. Biologiya. 2011. № 1. S. 75-79.
19. Zinevich A.M, Glazkov VI, Kotik V.G.. Zash-hita truboprovodov i rezervuarov ot korrozii. M.: Nedra, 1975. 288 s.
20. Kuiikov Ju. N, Kuiikova E.Ju. Biologicheskaja korrozija - skrytyj defekt konstrukcii podzemnyh sooru-zhenij // Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten' (nauchno-tehnicheskij zhurnal). 1998. № 6. S. 38-41.
21. Liscckaja T.B. Metody izuchenija fiziologo-biohimicheskih svojstv mikroorganizmov: metod ukazanija. SPb.: SPbGTI(TU), 2002. 30 s.
22. Opredelitel' bakterij Berdzhi. V 2 t. / pod red. Dzh. Houtt [i dr.], per. s angl. akad. RAN D.A. Zavarzina. M.: Mir, 1997. T. 2. 22 s.
